基于系统协调度模型的汛限水位分期控制

为协调防洪与兴利的矛盾,提高洪水资源化利用效益,基于改进模糊集方法进行汛期分期,建立系统协调度模型并计算得到汛限水位的动态控制域。以思林水库为例,前、后汛期的汛限水位与发电效益协同贡献度成正比,与防洪风险协同贡献度成反比;为实现系统协调度最大,前、后汛期的汛限水位动态控制域应分别为[435,437]m和[435,438]m,前、后汛期可分别增发电量2169.907×10^(4)、6509.722×10^(4)kW·h,水资源利用量可分别提高0.716×10^(8)、1.079×10^(8)m^(3)。研究成果可提高洪水资源利用效率,为水库安全合理运行提供参考。

结合遗传算法的水库汛限水位动态控制模型研究

针对水库汛限水位动态控制问题,提出一种新的自适应交叉变异遗传算法,解决了水库防洪效益与发电效益之间的矛盾问题,实现了水库水位的调整,缓解了防洪效益与发电效益的冲突。遗传算法使原始汛期水位提升了0.7m,蓄水量提升了2947m^(3),同时增加了发电量233.33×10^(4) kW·h。基于峡山水库实例试验的研究结果表明,结合遗传算法的水库汛限水位动态控制模型,不仅可对水位进行实时性调节,还能提升水库效益,研究结果可应用于各水库防洪系统。

新形势下三峡水库汛限水位抬升综合效益研究

全球气候变暖改变了气候效应的热力与动力环境,我国来水年内分布不均程度进一步加大,干旱威胁将持续加剧。在当前防洪与抗旱同等重要的前提下,需要合理利用水库的防洪库容,抬升汛限水位是缓解我国水资源供需矛盾和提升水资源利用效率的关键所在。以三峡水库为研究对象,拟定不同汛限水位方案,结合三峡水库现有调度规程运用方式,利用长系列历史径流资料模拟计算分析三峡水库汛限水位抬升后的效益与风险,结果表明:依靠当前预报水平及上游水库群联合调度,三峡水库汛限水位抬升至155~157 m的防洪风险可控,不会降低荆江防洪标准、增加库区回水淹没风险。三峡汛限水位抬高至153 m后,多年平均发电量达到最大值1029亿kWh,较初步设计值增加16.7%,与多年统计规律一致,丰水年和平水年份三峡水库均在汛限水位增加至153 m后达到最大发电能力,枯水年份汛限水位可更高,发电效益更好;防洪效益与汛限水位呈负相关,不同方案下三峡水库多年平均拦洪量变化在15亿m^(3)以内,变化不大;水资源效益与汛限水位呈正相关,三峡水库起蓄水位随着汛限水位的抬升同步增加,当汛限水位抬升至147 m,三峡水库10月底蓄满率可达到100%,汛限水位每增加1 m,三峡水库蓄水期多年年均出库水量可增加约5亿m^(3)。综合考虑效益与风险,现阶段三峡水库汛限水位抬升至153 m是可行的。

向阳水库防洪分析及汛限水位确定研究

汛限水位直接影响水库的防洪安全和兴利效益。文章以向阳水库坝址下游防洪控制断面的河道安全泄量为边界条件,选取以水库坝址为主、坝址至防洪控制断面区间相应的设计洪水地区组成,采取固定泄量防洪调度方式确定了水库的防洪库容;从移民征地、工程效益、工程投资等方面对防洪库容与兴利库容完全结合、部分结合两种布置方式进行了比选分析。结果表明水库采用防洪库容与兴利库容部分结合的布置方式较优,相关分析论证方法可为其他综合利用水库汛限水位的确定提供工程实践参考。

牯牛背水库供水风险及汛限水位调整研究

洪水资源化是有效利用水资源的手段,汛限水位则是重要的起调水位。基于牯牛背水库多年运行资料,依据其现状汛限水位90.0 m,对其供水能力进行风险分析。结果表明,随着城市发展,该供水水源无法满足生产生活用水保证率需求,需要对汛限水位进行调整。研究对不同调整方案进行论证,提出近期将汛限水位提升至90.6 m,远期提升至96.0 m的调整方案,以提高区域供水额能力。图2幅,表7个。

河溪水库汛限水位调整论证研究

文章根据河溪水库的实际情况,重点研究了组合洪水及河溪水库汛期防洪调度方案,提出将河溪水库汛期调度分为主汛期(5—7月)、非主汛期(4月、8—9月)两个阶段,通过对主汛期汛限水位分别从180 m、180.50 m进行对比分析论证,最终确定主汛期河溪水库汛限水位为180.50 m,非主汛期汛限水位为181 m。

珠江流域典型河道型水库汛限水位优化方案研究

合理的汛限水位能协调防洪与兴利之间的矛盾,产生防洪和兴利的双重收益。珠江流域河道型水库增塘水库汛限水位及调度规程已沿用多年,汛期水库水位常受西福河水顶托进而超过汛限水位,因此有必要对该水库汛限水位的优化进行研究。采用Mike11一维水动力模型,计算西福河不同工况下水库出库水位,根据坝顶高程反推水库最大允许设计及校核洪水,通过洪水调节计算对设定的汛限水位进行比选,以讨论能最大发挥水库防洪、兴利效益的汛限水位。在采取优化汛限水位方案后,水库兴利库容将增大51.81万m^(3),提升了水库供水和防洪等能力。推荐的汛限水位研究方法对于珠江流域现行采用分期汛限水位法的水库优化汛限水位较为适用,可作为汛限水位优化的依据和研究方向。

汛限水位动态控制的限值研究

我国水资源缺乏,为了水资源可持续发展,优化水库调度势在必行。从汛限水位静态控制转为动态控制,可以更好利用雨洪资源,有效解决防洪和兴利之间的矛盾,对发挥水库综合利用效益、提升洪涝旱灾害防控能力有着重要意义。以青山水库为例,分析水库实施汛限水位动态管理的可能性,探究其动态控制的上限及下限水位,探讨动态控制的效益及风险。

陕西省大中型水库汛限水位管控情况分析与探讨

本文通过陕西省大中型水库汛限水位的设置、管理、运用情况进行研究分析,发现设置汛限水位设置管理中存在的问题,并提出相关建议措施。科学设置和管控汛限水位对科学统筹防洪安全和兴利调节的关系,充分发挥现有水库调蓄能力,提升水资源有效管控和保障水平具有极大意义。

碧流河水库调整汛限水位的防洪风险评价

根据碧流河水库1984—2022年入库洪水的统计数据,应用标准化P-Ⅲ型分布的AR(1)模型对入库洪水进行模拟,通过入库洪水特征分析、洪水系列特征值随机模拟、洪水过程推求等计算,验证了碧流河水库调整汛限水位的可行性。结果表明,碧流河水库68.8 m的汛限水位还有适当调整的空间,预设汛限水位为69.2、69.6、69.8 m时,防洪风险值小于设计风险值,可增加蓄水量约2100万、3900万、6000万m3,实现防洪与兴利综合效益最大化,为水库汛限水位动态控制提供数据支撑。

大埔水电站抬高汛限水位研究

在水库或水电站工程设计时,为减少无防洪任务的水电站库区淹没损失,一般会考虑设置汛限水位,即在汛期降低控制运行水位。一些水库经过多年的实际运行后,发现汛期有条件地抬高控制运行水位,库区淹没范围也可控制在初步设计提出的淹没补偿范围内,同时满足流域、区域防洪调度要求。本研究在分析《广西融江大埔水电站初步设计报告》提出的大埔水电站调度方式及近年来水电站实际运行调度情况的基础上,研究了大埔水电站抬高汛限水位的可行性,并进一步提出了抬高汛限水位后水库的动态运行调度方式,分析了抬高汛限水位的风险。

考虑城市-水库整体风险的汛限水位调整方法研究

针对城市化发展造成水库职能变化的背景下水库汛限水位设置不合理的问题,通过建立通用的优选指标体系,采用基于熵权细化主观权重的指标权重确定方法,构建了综合考虑水库防洪风险和城市供水风险的汛限水位调整方案模糊优选模型。该模型在考虑决策者不同偏好的基础上,根据模糊理论中最大隶属度原则进行方案优属度的计算,从而确定最佳调整方案,并以郑州市尖岗水库为例进行了汛限水位的优化调整。结果表明:在拟定的6个汛限水位方案中,当决策者对防洪目标、供水目标具有不同的偏好时,如两者重要度之比为6∶4、4∶6,则最优汛限水位方案分别为151.35、151.55 m。

溪源水库汛限水位调整与防洪调度影响分析

溪源水库下游河道行洪能力的改变,使原有汛限水位难以保证防洪供水等效益的发挥。依据溪源水库实际情况,借助风险理论对水库的防洪供水风险因子进行识别,并从防洪度汛、经济效益等方面论证水位调整的可行性。结果表明,当水库的主次汛期汛限水位增至88.0m时,其最高水位和泄流量均低于设计标准,且其防洪风险率低于0.03%,工业供水效益和生活供水效益增量明显。今后应更加注重水库水资源调度的科学性和合理性,加快溪源泄洪洞建设。

汛限水位动态控制对水电-新能源互补能力的提升研究

在水能富集地区,丰水期来水量大,水电发电量大,调节能力不足,水电-新能源消纳矛盾突出,互补调度困难较大。为了缓解汛期水电-新能源消纳矛盾,创新地将汛限水位与新能源消纳相结合,探讨汛限水位动态控制对水风互补能力的提升效果。建立了一定弃电率条件下源荷匹配度最大的水风互补模型,以旬为计算周期、小时为计算时段,采用遗传算法对雅砻江下游“两库五级”梯级电站及周边风电场组成的互补系统开展模拟计算,通过对比分析发现汛限水位动态控制方案相比静态控制方案可多消纳2.55%的风电。结果表明,通过汛限水位的动态控制可以动态增加水电可利用的调节库容,从而提升水电调节新能源的能力。

水涛庄水库汛限水位全过程动态控制方法研究

以杭州市临安区水涛庄水库为例,结合防洪和兴利需求,考虑水库实施汛限水位动态控制的基础条件,采用预泄能力约束法综合分析提出了台汛期汛限水位控制域值和“无雨预报期、洪水预泄期、洪水回蓄期”三阶段全过程动态控制方法,评估了水库实施汛限水位动态控制的风险和效益,为协调防洪与兴利之间的矛盾,挖掘水库潜能提供了新的思路和方向。

富水水库汛限水位研究

合理的汛限水位能协调防洪与兴利之间的矛盾,产生防洪和兴利的双重收益。富水水库汛限水位及调度规程自1996年一直沿用至今,因此有必要对富水水库汛限水位进行研究。根据新形势下流域防洪需求拟定富水水库不同的汛限水位调整方案,基于近30年6-7月的富水水库入库径流序列和8个典型洪水年的下游洪水过程,建立模型对富水水库调蓄和下游洪水演进进行模拟计算,统计并比较各调度方案的防洪效益与蓄水效益。最终,通过结果对比分析,得出本文所采取的汛限水位研究方法对于下游有重要防洪任务的水库的汛限水位研究较为适用。

水库汛限水位确定方法研究综述

防洪是水库进行流域水资源调控的主要功能,合理设置水库的汛限水位对于确保水库及下游防洪安全及协调汛期防洪与兴利矛盾具有重要意义。在回顾国内外汛限水位发展历程的基础上,系统总结了水库单一汛限水位、分期汛限水位以及汛限水位动态控制的确定方法,并对各类方法的适用条件和优缺点进行了梳理和分析,提出了未来需要解决的关键问题,以期为水库汛限水位确定方法的发展提供参考。

烂竹冲水库时段汛限水位设置与洪水资源化利用

为解决益阳市双季稻种植区水库防洪蓄水及灌溉水资源调度问题,实现洪水资源安全利用,以益阳市赫山区烂竹冲水库为例,对水库气象水文特征、水库蓄水供水情况等进行研究,分析传统调度方式的不足之处,研究烂竹冲水库汛限水位分时段动态水位设置。结果表明,通过汛限水位分时段动态设置,在每年梅雨期后期设置动态汛限水位为75.11~76.11 m,烂竹冲水库可以增加蓄水15.86万m~3以上,为灌区耕地多提供一次以上全面灌溉水源,缓解益阳市灌溉水源短缺、防洪与水库兴利矛盾问题,为该地区水资源调度的决策服务提供参考。

黑河金盆水库汛期分期及分期汛限水位研究

水库汛期限制水位设置的是否合理是决定洪水资源化利用的关键所在。水库传统上使用的常规调度方式大多基于单一的汛限水位值进行,单一汛限水位模式下水库的洪水资源利用率有限且可能存在部分兴利库容浪费问题。以黑河金盆水库为研究对象,基于2003年~2021年共19年洪水系列资料数据,使用改进的模糊集法对水库控制流域的汛期划分进行了研究。基于推求的金盆水库汛期经验隶属频率结果 ,表明流域内6月1日~7月19日为前汛期,7月20日~9月20日为主汛期,9月21日~10月31日为后汛期。在分期结果基础上,求出汛期的分期设计洪水,结合调度规则进行调洪演算得到分期汛限水位,分别为前汛期汛限水位为594 m,主汛期汛限水位为591 m,后汛期汛限水位为594 m。考虑水库的预报调度系统,主汛期的汛期后段可划分为9月1日~9月10日汛限水位为592 m、9月11日~9月20日汛限水位为593 m。

汾河水库分期汛限水位控制方案研究

水库的汛限水位是下游防洪保证的重要调洪设定参数,它的合理选取关系着汛期和旱季水库重要功能的正常发挥。结合汛期不同时段的洪水特征,采用不同分期的汛限水位,对于发挥水库调洪功能尤其重要。本文对汾河水库分期汛限水位控制方案进行研究,在水库分期汛限水位既定方案的基础上,按照现行防洪调度规则,分别拟定4个汛后期汛限水位作为起调水位进行分析计算,得到水库汛后期汛限水位分期控制方案。本研究对于缓解当地水资源矛盾,充分利用汾河水库汛期洪水资源、发挥水库效益具有一定的科学价值和现实意义。